JP3222162B2 - 光学式測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温から低温に至る広
範囲の環境下の測量機の熱変形に起因する測定精度の低
下を極力防止して悪環境下でも精度を落さずに測量でき
る光学式測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光学式測定装置としては、コリ
メータ等の光学式測定器や光学式測量機等がある。

【０００３】特に、この光学式測量機としては、その外
殻自体が内殻レンズの保持本体となっていて、アルミニ
ューム合金をダイキャストにより形成した部品（以下、
アルミダイキャスト品と略称）が主体で、プラスティッ
ク及びその他の材質の部材等で構成されているものがあ
る。

【０００４】また、これらの外形と大きさと肉厚も、あ
らゆる個所で極めて複雑で、測量機が受ける熱量、熱の
流れ、熱傾斜に対して何等考慮されていない。近時、金
属部材を一部エンジニアリングプラスティック（ＰＰ
Ｓ）に置き代えるものもあるが、これは軽量とコスト高
により考慮され、測量機全体から見た熱変形の対策を施
したものは見当らない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、測量機
は複雑な外形，大きさ，肉厚を持つ異種材からなってい
る。しかも、アルミダイキャスト品は、金型における冷
却構造に起因して表皮部分の表面から約0.1mmの間が硬
化質となっていて、表皮と深層部とでは組織が異なり不
均質である。この表皮の切除をコスト低減上、極力少な
くするため、表皮の大半は残す様にしている。

【０００６】また、アルミダイキャスト品は、複雑な形
状をとるために、全体で肉厚が不均一となっている。こ
の様に、アルミダイキャスト品は、表皮と深層部とで組
織が異なり不均質であるのと同時に肉厚が不均一である
ため、太陽光等により周囲から部分的に加熱されて全体
で温度差を生じると、内部に複雑な熱応力が発生して部
分的に熱変形を起こす。

【０００７】この熱変形の大半は、温度が元に戻ると長
時間後に現状に戻るが、一部は現状に復帰せずに必ず残
るものもある。即ち、荷重変形は荷重を除けば直ちにな
くなるが、熱変形は温度が元に戻っても直には復帰しな
いで必要な時間を経過して次第に小さくなる傾向にある
からである。しかも、測量の多くは、この復帰時間中に
行われる。

【０００８】従って、測量機を一度高精度に調整しても
広範囲の温度変化は測量精度を低下させる。この復帰精
度は時間の経過と共に変るので再調整しても、後でまた
再調整することがある。

【０００９】特に、測量機では、この様な熱変形によ
り、上下方向の角度（仰角）や水平角等に測定誤差が生
じると、この測定から得られる実際の測量等に大きな誤
差が生じ、望ましくない。

【００１０】そこで、本発明は、これらの従来技術の問
題点を解消することを目的としてなされたもので、レン
ズ鏡筒の測定方向への大きな熱変形が生じにくくするこ
とにより、熱変形による測定精度の低下を極力押えて正
確な測定装置を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１の発明は、 光学部品である対物レンズ系
及びインターナルレンズを有する光学式測定装置におい
て、少なくとも前記対物レンズ系及びインターナルレン
ズはレンズ鏡筒に内蔵され、前記レンズ鏡筒は該レンズ
鏡筒の軸線を含む水平面及び鉛直面垂直面に対して対称
形状に且つ肉厚が略均一で材質が均質な壁部により構成
されている光学式測定装置としたことを特徴とする。ま
た、請求項２の発明の光学式測定装置は、請求項１に記
載の光学式測定装置において、前記レンズ鏡筒は、間に
空隙を形成してカバーケースにより覆われていることを
特徴とする。更に、請求項３の発明の光学式測定装置
は、請求項１に記載の光学式測定装置において、前記レ
ンズ鏡筒は断熱材料から形成されていることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】この様な構成によれば、レンズ鏡筒の軸線を含
む一平面と直交する方向に位置する２つの壁部は、対称
形状且つ肉厚が均一で材質が均質となる。この結果、レ
ンズ鏡筒に加わる温度変化が大きい場合でも、この壁部
は均一に熱膨張または熱収縮変形して、レンズ鏡筒の軸
線を含む一平面と直交する方向への曲げ変形は押さえら
れることになる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１４】図１，図５において、１は三脚等に取り付
けられる光学式測量機の平面形状が略三角形状のベース
部材である。

【００１５】このベース部材１の各頂点近傍上には図１
に示した様なネジ押え部材２が取り付けられ、各ネジ押
え部材２には上下に向けた水平調整ネジ３が回転自在に
保持されている。この水平調整ネジ３の中間部には操作
ツマミ４が取り付けられている。

【００１６】また、ベース部材１上には金属製の水平支
持台５が配設されている。この水平支持台５は、内筒部
５ａと、内筒部５ａの上端に設けられた外方フランジ５
ｂと、外方フランジ５ｂの周縁に下方に向けて且つ内筒
部５ａと同心に連接された段付外筒部５ｃと、各押え部
材２の水平調整ネジ３に対応して段付外筒部５ｃに設け
たボス部５ｄを有する。

【００１７】この各ボス部５ｄ内には水平調整ネジ３が
測定設定手段として螺合されている。また、段付外筒部
５ｃには、環状目盛環６が測定設定手段として嵌合され
ていると共に、この環状目盛環６の抜け防止用の止め輪
７が装着されている。この止め輪７は、環状目盛環６を
段付外筒部５ｃに摩擦固定している。これにより、環状
目盛環６のみを摩擦力に抗して回すことにより、「０」
調整を行うことができる。図１，図５中、６ａは環状目
盛環６の外周面に刻設された目盛である。

【００１８】水平支持台５上には、アルミニュームダイ
キャスト製の鏡筒支持部材８が配設されている。鏡筒支
持部材８は、水平支持台５の内筒部５ａに挿通された支
軸８ａと、支軸８ａ上端にこれの軸線と垂直に向けて一
体に形成した筒部８ｂと、支軸８ａの下端部に同軸に設
けた雄ネジ部８ｃを有する。

【００１９】この支軸８ａの上部外周には筒部８ｂと外
方フランジ５ｂとの間に位置させたウオームホイール９
が嵌合装着され、支軸８ａの中間部と筒部８ｂとの間に
は軸受スリーブ１０が配設されている。このスリーブ１
０は、水平支持台５をダイキャストにより加工する際
に、インサート成形により筒部５ａと一体に設けたもの
である。

【００２０】しかも、雄ネジ部８ｃにはナット１１が螺
合されていて、このナット１１は支軸８ａが軸受スリー
ブ１０から抜けるのを防止している。この状態では、ウ
オームホイール９が支軸８ａを中心に回動して外方フラ
ンジ５ｂ上を摺接移動し得る様になっている。

【００２１】鏡筒支持部材８の筒部８ｂには図３（ａ）
に示した様にスリ割１２が形成され、スリ割１２を挟む
壁部８ｄ，８ｅの一方を貫通する締付ネジ１３が他方に
螺着されている。この筒部８ｂ内には肉厚が略均一なレ
ンズ鏡筒１５が挿通され、レンズ鏡筒１５の中央部外周
には筒部８ｂに対応して断熱筒１６（断熱部材）が嵌着
固定されている。この断熱筒１６は、締付ネジ１３を締
め付けてスリ割１２の間隔を狭めることにより、筒部８
ｂ内に固定されている。尚、断熱筒１６を設けないでレ
ンズ鏡筒１５を断熱材料から作って、レンズ鏡筒１５を
鏡筒支持部材８の筒部８ｂに直接保持させる様にするこ
とにより、鏡筒支持部材８からレンズ鏡筒１５側に入力
される熱がレンズ鏡筒１５内に入力するのを遮断する。

【００２２】レンズ鏡筒１５の後端部近傍（図では右端
部近傍）の上下部分には、図１に示した如く断熱筒１６
に隣接して上下対称形の開口１７，１８が形成されてい
る。このレンズ鏡筒１５は、水平面及び垂直面に対して
対称形状に且つ肉厚が略均一で材質が均質な壁部を有す
る。すなわち、レンズ鏡筒１５は、上下の壁部が水平面
に対して対称形状に且つ肉厚が略均一で材質が均質に形
成され、左右の壁部が垂直面に対して対称形状に且つ肉
厚が略均一で材質が均質に形成されている。

【００２３】また、図４に示したレンズ鏡筒１５の開口
１７，１８に対応する左右対称形の側壁部１５ａ，１５
ａの外面には、エンジニアリングプラスティック（ＰＰ
Ｓ）等の合成樹脂からなる左右対称形状の２個の支持部
材１９がビス２０で夫々固定されている。この支持部材
１９の上縁１９ａは側壁部１５ａの上縁１５ｂより若干
突出させられている。

【００２４】レンズ鏡筒１５の前部には、中央部から前
側内に嵌合した保持筒２１（対物レンズ枠）がビス２２
で固定されている。この保持筒２１の略後ろ（図中、右
側）半分には小径部２１ａが形成されていて、この小径
部２１ａとレンズ鏡筒１５との間には筒状空間２３が形
成されている。また、小径部２１ａの略後ろ半分の上下
部には後端に開放するスリット２４，２４が形成されて
いる。

【００２５】保持筒２１の前端部内には光学部品である
レンズ２５が装着され、保持筒２１の中間部内にはスリ
ット２４，２４に隣接させて光学部品であるレンズ２６
が固定されている。尚、レンズ２５，２６は対物レンズ
系を構成している。

【００２６】また、図１〜図２において、２７は外筒部
２７ａと内筒部２７ｂをリブ２７ｃ（図３参照）で同心
に連接したスライド筒である。この外筒部２７ａは小径
部２１ａの外周に長手方向に移動自在に嵌合され、内筒
部２７ｂは小径部２１ａ内にレンズ２６の後方に位置さ
せて遊嵌され、リブ２７ｃ，２７ｃは周方向に遊びなく
且つ長手方向に移動自在にスリット２４，２４に係合さ
せられている。

【００２７】この内筒部２７ｂ内には光学部品であるイ
ンターナルレンズ２８が固定され、外筒部２７ａの一側
面には図２，図３（ｂ）に示した様に長手方向に延びる
溝２９が形成され、溝２９の上部には長手方向に延びる
ラック３０が設けられている。インターナルレンズ２８
は、種々の距離にある目標を後述する焦点レンズ３４に
集光させて合焦させる。

【００２８】３１は上両側部が支持部材１９の上縁１９
ａに支持されたコンペンセータ（光学部品）で、このコ
ンペンセータ３１は、眼鏡の微小な傾きに起因する焦点
レンズ３４上の正しい目標映像位置からのずれを光学的
に自動的に傾斜角を修正する。また、３２はレンズ鏡筒
１５の後部に配設された筒体で、この筒体３２はビス３
３でレンズ鏡筒１５の後端部に固定され、この筒体３２
内には焦点レンズ３４が止めネジ３４ａにより調整可能
に装着されている。止めネジ３４ａは、焦点レンズ３４
の十字線をもとに調整移動後固定するために用いられ
る。

【００２９】この様な光学部品が取り付けられたレンズ
鏡筒１５は断熱部材製のカバーケース３５で覆われてい
る。このカバーケース３５は図示しない部分で互いにビ
ス固定された上カバーケース３６と下カバーケース３７
から構成され、この下カバーケース３７はビス３８で鏡
筒支持部材８の筒部８ｂに固定されている。このカバー
ケース３５は、レンズ鏡筒１５側に入る熱量を断熱して
少なくしている。

【００３０】また、カバーケース３５とレンズ鏡筒１５
との間には空隙３９が形成されている。しかも、カバー
ケース３５前部とレンズ鏡筒１５と前部との間、及びカ
バーケース３５後部とレンズ鏡筒１５と後部との間に
は、光学部品のくもり発生防止及びレンズ系内汚染防止
用の軟質パッキング４０，４０がそれぞれ介装されてい
る。この空隙３９は、カバーケース３５とレンズ鏡筒１
５との各熱変形の差を吸収して、熱変形による測定精度
の低下がでないようにしている。

【００３１】下カバーケース３７にはウオームホイール
９に噛合するウオーム４１が回転自在に保持され、ウオ
ーム４１の外端部には図５に示した操作ツマミ４２が固
定されている。また、図３（ｂ）に示した様に、下カバ
ーケース３７，筒部８ｂ，断熱筒１６，レンズ鏡筒１５
にはこれらに跨るブッシュ４３が固定され、このブッシ
ュ４３内には操作軸４４が回転自在に保持され、操作軸
４４の内端にはラック３０に噛合するピニオン４５が固
定され、操作軸４４の外端には操作ツマミ４６が固定さ
れている。尚、４３ａ，４４ａは気密保持用の軟質パッ
キングである。

【００３２】更に、上カバーケース３６の上面には光軸
を目標に合わせるための視準用の照星門４７が固定さ
れ、カバーケース３５の前端部にはフード４８が螺着さ
れている。カバーケース３６，３７にはガス封入口４
９，５０が形成され、ガス封入口４９，５０には栓体と
しての小ネジ５１，５２が螺着され、小ネジ５１，５２
の頭部５１ａ，５２ａとカバーケース３６，３７との間
には気密保持用のパッキング５３，５４が介装されてい
る。５５は筒体３２を覆う合成樹脂製のカバーキャッ
プ、５６は筒体３２の外周に螺着されていると同時にカ
バーキャップ５５で固定されている接眼目ネジ部材、５
７はレンズ光軸方向に進退自在に接眼メネジ部材５６に
螺合された接眼筒である。

【００３３】この様な構成によれば、レンズ鏡筒１５の
軸線を含む水平面（一平面）と直交する方向に位置する
２つの壁部は対称形状且つ肉厚が均一で材質が均質とな
り、又、 レンズ鏡筒１５の軸線を含む垂直（一平面）
と直交する方向に位置する２つの壁部は対称形状且つ肉
厚が均一で材質が均質となっている。この結果、レンズ
鏡筒に加わる温度変化が大きい場合でも、この壁部は均
一に熱膨張または熱収縮変形して、レンズ鏡筒の軸線を
含む一平面と直交する方向（水平方向または垂直方向）
への曲げ変形は押さえられることになる。

【００３４】

【効果】本発明は、以上説明したように、少なくとも前
記対物レンズ系及びインターナルレンズはレンズ鏡筒に
内蔵され、前記レンズ鏡筒は該レンズ鏡筒の軸線を含む
水平面及び鉛直面垂直面に対して対称形状に且つ肉厚が
略均一で材質が均質な壁部により構成されている構成さ
れているので、レンズ鏡筒に加わる温度変化が大きい場
合でも、この壁部は均一に熱膨張または熱収縮変形し
て、レンズ鏡筒の軸線を含む一平面と直交する方向（水
平方向または垂直方向）への曲げ変形は押さえられるこ
とになる。これにより、レンズ鏡筒の測定方向への大き
な熱変形が生じにくくすることにより、熱変形による測
量精度の低下を極力押えて正確な測定装置とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測量機の一実施例を示す横断面図であ
る。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）
は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】図１〜図４に示した構造を備える測量機（測定
装置）の概略斜視図である。

【符号の説明】

８…鏡筒支持部材 １５…レンズ鏡筒 ２５…レンズ（光学部品） ２６…レンズ（光学部品） ２８…インターナルレンズ（光学部品） ３１…コンペンセータ（光学部品）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−136804（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 15/00 G02B 7/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学部品である対物レンズ系及びインター
   ナルレンズを有する光学式測定装置において、 少なくとも前記対物レンズ系及びインターナルレンズは
   レンズ鏡筒に内蔵され、前記レンズ鏡筒は該レンズ鏡筒の軸線を含む水平面及び
   鉛直面垂直面に対して対称形状に且つ肉厚が略均一で材
   質が均質な壁部により構成されている ことを特徴とする
   光学式測定装置。
2. 【請求項２】前記レンズ鏡筒は、間に空隙を形成してカ
   バーケースにより覆われていることを特徴とする請求項
   １に記載の光学式測定装置。
3. 【請求項３】前記レンズ鏡筒は断熱材料から形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の光学式測定装
   置。